车宏广

摘 要 为了解欧美杨（Populus xeuramericana）在大连地区的抗寒性，以20个欧美杨无性系为研究对象，对其休眠枝含水量、电导率、MDA含量、Pro含量等指标进行了测定，结果表明：N177、02-01-119、03-05-156抗寒性较强，02-34-347、03-04-170、02-01-219抗寒性较差。该试验结果可以为欧美杨在辽南地区引种栽培提供理论依据。

关键词 欧美杨;大连地区;抗寒性

中图分类号：S792.11 文献标识码：A

文章编号：1005-5215（2022）01-0032-03

doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2022.01.011

Abstract In order to understand the cold resistance of Populus xeuramericana in Dalian area，20 Populus xeuramericana clones were taken as the research objects，and the water content，electrical conductivity，MDA content，Pro content & other indicators of the dormant branches were measured. Result shows that： Populus xeuramericana ‘N177’，P. xeuramericana‘02-01-119’，P. xeuramericana ‘03-05-156’ have strong cold resistance;Populus xeuramericana ‘02-34-347’，P. xeuramericana ‘03-04-170’，P. xeuramericana ‘02-01-219’ have poor cold resistance; result can provide a theoretical basis for the introduction & cultivation of Populus xeuramericana in southern Liaoning Province.

Key words Populus xeuramericana; Dalian Area; cold resistance

欧美杨（Populus xeuramericana）包括北美黑杨（P.deltoides）和欧亚黑杨（P.nigra）之间的所有天然杂交种和人工杂交种，是我国重要的造林树种和生态防护林树种[1]，由于它具有适应性强、生长快等特点，已成为辽南尤其是大连地区最常见的绿化树种之一。

自然环境对植物生长有明显影响，特别是恶劣天气会直接或间接地造成植物细胞不同程度的损伤。其中，低温是影响植物正常生长最重要的限制因素，尤其影响杨树的正常生长、分化和其他生理生化过程[2]。本文以20个欧美杨无性系为研究对象，通过对其抗寒性指标的测定，分析不同品系欧美杨无性系的抗寒能力，为大连地区引种欧美杨提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试的无性系欧美杨全部是2008年由中国林科院提供的插条，见表1。

1.2 试验方法

2008年4月在大连市普兰店造林，株行距为2 m×3 m ，20株小区，4次重复，周围设2行保护行，管理方式为常规管理。

2008年11月20日开始，至2009年3月15日止，随机选取各欧美杨无性系的树干中部直径1.5 cm 左右的1年生枝条进行抗寒性测定。测定指标为休眠枝含水量、电解质渗出率，丙二醛（MDA）和游离脯氨酸（Pro）的含量。

2 结果与分析

2.1 休眠枝含水量的变化与分析

水作为最重要的生命物质，也在植物抗寒的过程中起着至关重要的作用。枝条在休眠过程中水分变化最直接的指标就是水分含量，也是衡量枝条在越冬过程中生理状况的直接指标。

如图1所示，20个欧美杨无性系休眠枝的水分含量变化趋势相同，11月下旬随着气温的下降，空气干燥度增大，枝条吸收水分和运输水分的能力下降，含水量出现了下降趋势;12月上旬至1月下旬，随着气温的进一步下降，大量的雨雪增加了空气的湿度，树木也逐渐适应了低温，枝条含水量出现了上升趋势;而后气温基本稳定并保持在一个较低的水平，大风和严寒加剧了空气的干燥程度，枝条含水量又出现了轻微的下降趋势;3月份隨着气温的逐步回升，树木逐渐解除休眠，枝条活性增强，花芽和叶芽开始分化，树液流动使枝条的含水量增加。

植物在越冬期间只有保持足够的水分才能安全越冬，引种的20个欧美杨无性系在整个休眠过程中含水量维持在30%～50%，变化幅度不大，从而保证其安全越冬。

2.2 休眠枝越冬过程中电导率的变化

参试品系休眠枝在受到逆境伤害时，导致植物外渗性损伤增加，故使电导率的变化在总的趋势下有所升高。在胁迫条件下，通过细胞膜通透性反映系统的稳定性[3]。冷损伤的原初位置一般情况都为膜系统[4]，在冰冻环境下，植物细胞膜透性出现显著变化，首先是植物体内溶质的泄漏，细胞膜结构和功能的受损程度可通过质膜的透性变化显示出来。相对电导率在较低的温度下，反映了其对植物细胞膜的损伤程度。进入休眠期，由于抗寒机制开始启动，然后随着温度的逐渐下降，植物体内冷量的不断积累，这时就会出现相对电导率升高;反之，当温度升高时，植物体内冷量逐渐减少，这时相对电导率开始降低。

试验的枝条是经过自然降温处理的，通过测定其不同休眠时期的电导率，可以反映枝条对低温的适应能力。由图2可见，进入12月份后，气温下降，植物的御寒机制开始启动，细胞膜的透性减弱，阻止了原生质的外渗，枝条的相对电导率最小。随着气温的进一步下降，生物膜遭到一定程度的破坏，大量的原生质外渗，这时相对电导率迅速提高，并达到最高值，这时每个欧美杨品系的电导率都出现了一半以上的提升幅度，这一现象能够充分说明，冰冻天气对欧美杨无性系的休眠枝条具有一定的伤害性。随着气温逐步趋于稳定，不同无性系的电导率出现了差异，如N177、02-01-119、03-05-156等无性系，其相对电导率维持在一个基本稳定的水平，说明其抗寒性好，能够适应大连地区的低温环境，而02-34-347、03-04-170、02-01-219等无性系，其电导率则呈继续增大的趋势，说明其抗寒性较弱，细胞膜的受破坏程度随着低温的持续还在加大。而后气温开始回升，参试的欧美杨无性系的电导率开始呈现出明显的下降势头，当气温继续回升时，电导率逐步恢复至原先水平，这说明2009年冬天20个欧美杨无性系在大连地区能够安全越冬。

2.3 休眠枝MDA含量的变化

MDA是膜脂质过氧化的产物，膜脂质过氧化作用强弱的一个重要指标是膜脂质过氧化产物的含量多少 [5]。膜脂过氧化作用一般是在植物器官衰老或在逆境条件下遭受伤害时发生 [6]，MDA在冰冻胁迫下，会对生物膜造成进一步的伤害[7]，还可能会对质膜产生毒害作用，MDA的含量可以充分反应出植物在遭受冰冻等恶劣环境时受到伤害的轻重。

在图3中可以看出，随着寒冷的加剧和冷量的不断积累，休眠枝MDA 含量也出现了不断提升的现象，尤其是02-34-347、03-04-170、02-01-219三个品系提升的幅度比较大，提升的数值大于其他的品系。通过这个数值，可以得出这3个品系在大连地区越冬比较容易受到低温的侵害;反之，如N177、02-01-119、03-05-156这3个品系则表现突出，在冰冻情况下，休眠枝的 MDA 含量基本上没有大的变化，通过这个现象，可以看到上述3个欧美杨品系具有较强的抗寒能力，可以在大连地区安全过冬。

2.4 休眠枝Pro含量的变化与分析

为提高植物体内原生质胶体的稳定性，可以通过Pro的累积来完成。如何阻止休眠枝水分偷失，如何控制或减少休眠枝可溶性蛋白质的沉淀，保持休眠枝细胞膜结构的完整性等，是决定植物体内物质稳定代谢的重要因素[8，9]。在逆境环境胁迫下休眠枝出现Pro大量的积累，有可能比原始量增加几十倍到上百倍[10]，因为Pro具有较强的水合能力，可以有效结合更多的水分，从而达到减少水分的散失的作用;也是受逆期间休眠枝生成氨的解毒剂[11]。由于Pro可以起到渗透调节的作用，可在逆境条件下储藏植物的氮源，待生长条件达到标准后，与植物叶绿素进行合成[12]。

从图4可以看出，越冬过程中枝条Pro的变化趋势为先上升后下降。随着温度的逐渐下降，休眠枝的 Pro含量呈逐渐上升的趋势;在1月下旬温度降至最低时，Pro含量达到最大;而后随着温度维持在一个基本稳定的低温，各无性系休眠枝的Pro含量维持在一个较高的水平，以抵御寒冷天气的伤害;温度逐步回升，枝条逐渐解除休眠，Pro含量随之下降。在温度最低时，N177、02-34-278的 Pro 含量最高，说明其休眠枝条的抗寒能力较强;N177、02-01-119、03-05-156随着低温的加剧其Pro含量上升较快，积累量明显大于其他的品系，说明这3个品系休眠枝的冷害防御机制启动较快，对寒冷气候的适应能力较强。

3 结论

通过对参试品系休眠枝含水量、电导率、MDA含量、Pro含量的综合分析，得出N177、02-01-119、03-05-156抗寒性较强，02-34-347、03-04-170、02-01-219抗寒性较差，在大连地区引种欧美杨，应当优先选择抗寒性较强的品系。

此外，林木引种的成功与否，除了抗寒性，还应该考虑成活率、保存率、生长量、抗病虫性等指标进行综合判定。

参考文献：

[1] 张绮纹，李金花.杨树工业用材林新品系[M].北京：中国林业出版社，2003

[2] 李捷.8个杏树品种的抗寒性研究[D].兰州：甘肃农业大学，2008

[3] 王霞，侯平，尹林克，等.水分胁迫对柽柳组织含水量和膜透性的影响[J].干旱区研究，1999，16（2）：12-15

[4] Lyons J M . Chilling injury in plant[J].AN. Rev. Plant physiol，1973（24）：445-466

[5] 許长成，赵世杰，邹琦.植物组织内丙二醛的分离与鉴定[J].植物生理学通讯，1992（4） ：288-290

[6] 赵世杰，许长成，邹琦，等.植物组织中丙二醛测定方法的改进[J].植物生理学通讯，1994（3）：207-210

[7] 中国科学院上海植物生理研究所，上海市植物生理学会.现代植物生理学实验指南[M].北京：科学出版社，2004

[8] 卢从明，张其德，匡廷云.水分胁迫对光合作用影响的研究进展[J].植物学通讯，1994（S）：9-14

[9] 林金科.水分胁迫对茶树光合作用的影响[J].福建农业大学学报，1998，27（4）：423-427

[10] 王洪春.植物生理学专题讲座[M].北京：科学出版社，1987

[11] 魏良明，贾了然，胡学安，等.植物抗旱生化进展[J].干旱地区农业研究，1997，15（4）：66-7166

[12] Bouslama M，Schapaugh Jr WT. Stress in soybeans. Evaluation of three screening techniquesfor heat and drought tolerance[J].CropSci，1984，24：933-937